Kameras FOV Kalkulators - Redzes Lauka Kalkulators

Kas ir kameras redzes lauka (FOV) kalkulators?

Kameras redzes lauka (FOV) kalkulators aprēķina, cik plašu skatu kamera var uzņemt. Tas izmanto divus lielumus: kameras sensora izmēru un objektīva fokusa attālumu. Rezultāts ir leņķis, parasti grādos, kas norāda horizontālo, vertikālo un diagonālo virzienu.

Redzes lauks ir svarīgs, jo tas nosaka, kas ietilpst kadrā. Plašs redzes lauks aptver lielu skatu, piemēram, ainavu. Šaurs redzes lauks aptver nelielu skata daļu, bet attālus objektus attēlo lielākus.

Kā aprēķina redzes lauku

Redzes lauks ir atkarīgs no divām lietām: sensora izmēra (platuma vai augstuma milimetros) un objektīva fokusa attāluma (arī milimetros). Formulā izmanto arktangensa funkciju, ko apzīmē kā arctan vai tan⁻¹:

FOV = 2 × arctan(d / (2 × f))

• d ir sensora izmērs: platums horizontālajam FOV, augstums vertikālajam FOV.
• f ir objektīva fokusa attālums milimetros.
• Rezultāts sākotnēji ir radiānos un tiek pārvērsts grādos, lai to parādītu.

Formula pieņem, ka objektīvs ir taisnlīniju (rektilineārs) tips, fokusēts uz bezgalību, kas ir parastais atskaites gadījums. Fokusēšana uz tuvu objektu attālina objektīvu no sensora un nedaudz sašaurina faktisko redzes lauku.

Diagonālajam FOV izmanto to pašu formulu, bet sensora platuma vai augstuma vietā ievieto diagonāles garumu. Diagonāli aprēķina pēc Pitagora teorēmas:

diagonāle = √(platums² + augstums²)

Sensora augstumu, ja zināms tikai platums un malu attiecība, aprēķina, dalot platumu ar malu attiecību:

augstums = platums ÷ malu attiecība

Malu attiecība 3:2 (attiecības vērtība 1,5) ir standarts lielākajai daļai DSLR un bezspoguļa kameru fotogrāfiju. Attiecība 16:9 (1,778) ir standarts video. Attiecība 4:3 (1,333) ir izplatīta Micro Four Thirds kamerās un daudzās vecākās kompaktkamerās. Kino producēšanā dažreiz izmanto 2,39:1 attiecību plaša ekrāna efektam.

Bieži izmantoti sensoru izmēri

Sensora izmērs ietekmē redzes lauku pat tad, ja fokusa attālums nemainās. Lielāks sensors ar to pašu objektīvu aptver plašāku leņķi.

Kalkulatorā ir uzskaitīti šādi izmēri, norādot platumu × augstumu:

• Vidēja formāta (Medium format): 43,8 × 32,9 mm
• Pilnkadra (35 mm): 36 × 24 mm
• APS-H: 28,7 × 19,0 mm
• APS-C (Nikon/Sony): 23,5 × 15,6 mm
• APS-C (Canon): 22,3 × 14,9 mm
• Micro Four Thirds: 17,3 × 13,0 mm
• 1 collas: 13,2 × 8,8 mm, izmanto augstas klases kompaktkamerās un daudzos dronos
• 2/3 collas: 8,8 × 6,6 mm
• 1/1,7 collas: 7,6 × 5,7 mm
• 1/2,3 collas: 6,17 × 4,55 mm, izplatīts viedtelefonos un darbības kamerās

Jebkuru citu sensoru var ievadīt, izvēloties "Pielāgots" un ierakstot tā platumu un augstumu.

Pilnkadra diagonāli (43,3 mm) dalot ar konkrēta sensora diagonāli, iegūst apgriezuma koeficientu (crop factor). To izmanto, lai salīdzinātu objektīvus starp dažādām kamerām, un tas ir aprakstīts FAQ zemāk. APS-C (Nikon/Sony) sanāk apmēram 1,5, APS-C (Canon) apmēram 1,6, un Micro Four Thirds apmēram 2,0.

Aprēķina piemērs

Ņemsim pilnkadra kameru (36 × 24 mm sensors) ar 50 mm objektīvu.

Horizontālais FOV: HFOV = 2 × arctan(36 / (2 × 50)) = 2 × arctan(0,36) ≈ 39,60°

Vertikālais FOV: VFOV = 2 × arctan(24 / (2 × 50)) = 2 × arctan(0,24) ≈ 26,99°

Diagonālais FOV: Diagonāle = √(36² + 24²) ≈ 43,27 mm DFOV = 2 × arctan(43,27 / 100) ≈ 46,79°

50 mm objektīvu pilnkadra kamerai sauc par "normālu" objektīvu, jo tā fokusa attālums ir tuvu sensora diagonālei 43,3 mm. Objektīvi ar mazāku fokusa attālumu par diagonāli ir plašleņķa; ar lielāku fokusa attālumu, teleobjektīvi.

Ātrā uzziņa: pilnkadra fokusa attālumi

Īsāks fokusa attālums vienmēr nozīmē plašāku redzes lauku. Ilgāks fokusa attālums to vienmēr sašaurina.

Kā izmantot kalkulatoru

1. Izvēlieties sensora izmēru no saraksta vai izvēlieties "Pielāgots" un ierakstiet precīzu platumu un augstumu milimetros.
2. Ievadiet objektīva fokusa attālumu milimetros.
3. Aprēķiniet augstumu no malu attiecības, ja sensora augstums nav zināms. Šī iespēja parādās tikai pielāgotam sensoram: atzīmējiet "Aprēķināt augstumu no malu attiecības" un izvēlieties 3:2, 4:3, 16:9, 1:1 vai 2,39:1. Kalkulators tad iestata augstumu = platums ÷ attiecība.
4. Apskatiet rezultātus: sensora izmērus, tad horizontālo, vertikālo un diagonālo FOV, parādītus grādos vai radiānos, atbilstoši izvēlētajai vienībai.

Visiem lielumiem jābūt pozitīviem skaitļiem. Fokusa attālumu, kas ir nulle vai mazāks, sensora platumu vai augstumu, kas ir nulle vai mazāks, un jebkuru vērtību, kas nav reāls skaitlis, kalkulators nepieņem un tā vietā parāda kļūdas paziņojumu.

Kāpēc redzes lauks ir svarīgs

Fotogrāfi izmanto FOV, lai izvēlētos objektīvu pirms fotografēšanas. Plašleņķa objektīvs (14–35 mm pilnkadra kamerai) kadrā ietver vairāk no telpas vai ainavas. Teleobjektīvs (85 mm un lielāks) izceļ attālu objektu un saspiež fonu.

Kinooperatori aprēķina FOV, plānojot kadrus, lai kameras novietojums un objektīva izvēle atbilstu paredzētajam kadrējumam. Apsardzes sistēmu uzstādītāji to izmanto, lai noskaidrotu, cik lielu telpas vai stāvvietas daļu aptver viena kamera. Dronu piloti to izmanto, lai plānotu lidojuma maršrutus, kas pilnībā aptver apsekojamo teritoriju bez tukšām vietām.

Sensora izmērs ietekmē šos skaitļus arī. Mazāks sensors sašaurina redzes lauku konkrētam objektīvam, tāpēc tas pats 50 mm objektīvs APS-C kamerā izskatās kā lielāks teleobjektīvs nekā pilnkadra kamerā.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kas ir redzes lauks fotogrāfijā?

Redzes lauks ir leņķis, kādu objektīvs un sensors kopā uztver no skatā esošās vietas, mērīts grādos. Plašs leņķis, piemēram, 74°, aptver plašu skatu. Šaurs leņķis, piemēram, 10°, aptver nelielu skata daļu, bet palielina attālus objektus.

Kā sensora izmērs ietekmē redzes lauku?

Lielāks sensors uztver vairāk no attēla, ko projektē objektīvs, dodot plašāku redzes lauku. Mazāks sensors apgriež to pašu projicēto attēlu, sašaurinot redzes lauku. Tāpēc 50 mm objektīvam ir atšķirīgs redzes lauks pilnkadra kamerā salīdzinājumā ar APS-C kameru.

Kas ir apgriezuma koeficients (crop factor)?

Apgriezuma koeficients ir pilnkadra diagonāle 43,3 mm, dalīta ar konkrēta sensora diagonāli. APS-C (Nikon/Sony) sensoram apgriezuma koeficients ir aptuveni 1,5×, APS-C (Canon) sensoram aptuveni 1,6×, un Micro Four Thirds sensoram aptuveni 2×. Reizinot objektīva fokusa attālumu ar apgriezuma koeficientu, iegūst tā ekvivalento fokusa attālumu pilnkadra kamerai, kas ir noderīgs, salīdzinot objektīvus starp dažādām kameru sistēmām. To nedrīkst izmantot faktisko sensora izmēru vietā, aprēķinot konkrētās kameras patieso redzes lauku.

Kāds fokusa attālums dod "normālu" redzes lauku?

Normālam objektīvam fokusa attālums ir tuvs sensora diagonālei, tāpēc attēls neizskatās ne saplacināts, ne saspiests. Pilnkadra kamerai diagonāle ir 43,3 mm, un plaši izmantotais 50 mm objektīvs ir tam pietiekami tuvu: tas dod horizontālo redzes lauku apmēram 39,6° un diagonālo redzes lauku apmēram 46,8°. Mazākiem sensoriem, lai iegūtu tādu pašu skata leņķi, ir nepieciešams īsāks objektīvs, jo diagonāle ir mazāka.

Kā malu attiecība ietekmē redzes lauku?

Malu attiecība nosaka sakarību starp sensora platumu un augstumu, kas maina vertikālo redzes lauku pie fiksēta platuma. Plaša attiecība, piemēram, 16:9, dod mazāku vertikālo aptvērumu nekā 4:3 pie tā paša platuma un fokusa attāluma, jo sensors ir salīdzinoši zemāks.

Vai redzes lauku var mainīt pēc fotogrāfijas nofotografēšanas?

Attēla apgriešana sašaurina tā efektīvo redzes lauku, bet nevar to palielināt vairāk, nekā sākotnēji uzņēmis objektīvs. Tehnikas, piemēram, panorāmas apvienošana, var savienot vairākas fotogrāfijas plašākā redzes laukā, bet tam ir nepieciešams uzņemt vairākus kadrus fotografēšanas brīdī, ne vienkārši veikt redigēšanu pēc tam.

Atsauces

1. "Angle of view." Wikipedia, Wikimedia Foundation. https://en.wikipedia.org/wiki/Angle_of_view
2. Ray, Sidney F. Applied Photographic Optics. Focal Press, 2002.
3. Jacobson, Ralph E. The Manual of Photography. Focal Press, 2000.